(57)【要約】【課題】浮遊磁界書込みを回避するための、磁気記録ヘッドで使用される磁気構造を提供する。【解決手段】磁気構造５００は、磁気シールドまたは書込みヘッドの磁極であり、浮遊磁界書込みに特に影響を受けやすい垂直記録システムで使用するのに有利である。磁気構造は、ヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）５０２に向かって延びる前方突出部５０４を包含し、前方突出部から横方向に延びる第１および第２のウィング部分５１８，５２０をさらに包含する。ウィング部分はそれぞれ、内側の一定の陥凹部分５３０，５３２および外側の先細り部分５３４，５３６を包含する。各ウィングの内側の一定の陥凹部分は、浮遊磁界書込みを防ぐとともに磁気飽和も防ぎ、横方向外向きに延びるにつれてＡＢＳから離れる方向に先細りになっている外側の先細り部分は、シールドの外側角部をＡＢＳから離すことによって浮遊磁界書込みをさらに防ぐ。【選択図】図５
2007265599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＢＳに向かって延び、かつ第１および第２の横方向に対向する側部で終端する、中央に配置された前方突出部分と、
第１および第２の横方向に延びるウィング部分であって、前記中央に配置された前方突出部分の前記第１および第２の側部から横方向外向きに延びるウィング部分とを備え、
前記第１および第２のウィング部分が内側部分および外側部分をそれぞれ有し、各ウィングの前記内側部分が、前記ウィングの前記外側部分と構造の前記中央に配置された前方突出部分との間に配置され、
各ウィングの前記内側部分が、前記ＡＢＳに向かって配置された、ほぼ一定の陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんだ前縁部を有し、
各ウィングの前記外側部分が、前記ＡＢＳに向かって配置された、前記構造の中央からの距離が増加するにつれて増加する陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんだ先細りの前縁部を有することを特徴とする空気軸受面（ＡＢＳ）を有する磁気記録ヘッドで使用される磁気構造。
【請求項２】
前記ウィングそれぞれの前記内側部分の前記前縁部が、０．６〜０．９μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項３】
前記ウィングそれぞれの前記内側部分の前記前縁部が、約０．７５μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項４】
各ウィングの前記外側部分が、外側端部において、前記内側部分の陥凹量の２〜４倍の最大陥凹量を有する、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項５】
各ウィングの前記外側部分が、外側端部において、前記内側部分の陥凹量の約３倍の最大陥凹量を有する、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項６】
前記磁気構造がＮｉＦｅを含む、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項７】
前記構造の前記中央の前方突出部分が前記ＡＢＳまで延びる、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項８】
前記中央の前方突出部分の前記第１および第２の側部の間の距離が第１の幅Ｗ１を規定し、前記ウィング部分の最も外側の端部間の距離が全幅Ｗ２を規定し、Ｗ１／Ｗ２が０．２５〜０．５である、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項９】
各ウィングの前記内側の一定した陥凹部分が、前記中央の前方突出部分から距離Ｌ１延び、各ウィングが、前記内側の一定した陥凹部分から前記各ウィングの前記最も外側の端部まで距離Ｌ２延び、Ｌ１がＬ２の５０〜１００％である、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項１０】
前記中央の前方突出部分が、前記第１および第２の横方向に対向する側部で終端し、かつ前記第１および第２の横方向に対向する側部で丸みのある角部を形成する、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項１１】
中央の前方突出部分、ならびに前記中央の前方突出部分から横方向に延びる第１および第２の横方向に対向するウィング部分を有する磁気構造を備え、
各ウィング部分が内側部分および外側部分を有し、前記内側部分が、ＡＢＳに向かって配置され、かつ前記ＡＢＳからほぼ一定の陥凹距離だけくぼんだ前縁部を有し、前記外側部分が、前記ＡＢＳに向かって配置されているが、前記構造の前記中央部分からの距離が増加するにつれて増加する陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんだ前縁部を有することを特徴とする空気軸受面（ＡＢＳ）を有する磁気記録ヘッドで使用される磁気シールド。
【請求項１２】
前記前方突出部分が前記ＡＢＳまで延びる、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１３】
各ウィングの前記内側部分が、前記各ウィングの前記外側部分と前記構造の前記中央の前方突出部分との間に配置された、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１４】
各ウィングの内側部分が、０．６〜０．９μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる前縁部を有する、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１５】
各ウィングの前記内側部分が、約０．７５μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる前縁部を有する、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１６】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が、第１の陥凹距離（Ｒ１）だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記外側部分の前記前縁部が、Ｒ１の２〜４倍の最大陥凹（Ｒ２）を有する、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１７】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が、第１の陥凹距離（Ｒ１）だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記外側部分の前記前縁部が、Ｒ１の約３倍の最大陥凹（Ｒ２）を有する、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項１８】
中央の前方突出部分、ならびに前記中央の前方突出部分から横方向に延びる第１および第２の横方向に対向するウィング部分を有する磁気構造を備え、
各ウィング部分が内側部分および外側部分を有し、前記内側部分が、ＡＢＳに向かって配置され、かつ前記ＡＢＳからほぼ一定の陥凹距離だけくぼんだ前縁部を有し、前記外側部分が、前記ＡＢＳに向かって配置されているが、前記構造の前記中央部分からの距離が増加するにつれて増加する陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんだ前縁部を有する、磁気記録ヘッドで使用される磁極。
【請求項１９】
前記前方突出部分が前記ＡＢＳまで延びる、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２０】
各ウィングの前記内側部分が、前記各ウィングの前記外側部分と前記構造の前記中央の前方突出部分との間に配置された、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２１】
各ウィングの内側部分が、０．６〜０．９μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる前縁部を有する、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２２】
各ウィングの内側部分が、約０．７５μｍの陥凹距離だけ前記ＡＢＳからくぼんでいる前縁部を有する、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２３】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が、第１の陥凹距離（Ｒ１）だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記外側部分の前記前縁部が、Ｒ１の２〜４倍の最大陥凹（Ｒ２）を有する、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２４】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が、第１の陥凹距離（Ｒ１）だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記外側部分の前記前縁部が、Ｒ１の約３倍の最大陥凹（Ｒ２）を有する、請求項１８に記載の磁極。
【請求項２５】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が距離Ｒ１だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記内側部分が前記中央に配置された前方突出部分から距離Ｌ１だけ横方向に延び、Ｌ１がＲ１の１０〜２０倍である、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項２６】
各ウィングの前記内側部分の前記前縁部が距離Ｒ１だけ前記ＡＢＳからくぼんでおり、各ウィングの前記内側部分が前記中央の前方突出部分から距離Ｌ１だけ横方向に延び、Ｌ１がＲ１の１０〜２０倍である、請求項１１に記載の磁気シールド。
【請求項２７】
前記中央に配置された前方突出部分の前記第１および第２の横方向に対向する側部に斜角が付けられている、請求項１に記載の磁気構造。
【請求項２８】
前記中央に配置された部分の前記第１および第２の横方向に対向する側部に斜角が付けられて、前記ＡＢＳに対して３０〜４５°の角度を成している、請求項１に記載の磁気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面直電流型磁気記録に関し、より具体的には、隣接トラックの干渉を回避し、特に、広角度トラック消去（ＷＡＴＥＲ）を回避するとともに後縁シールドの中央領域における過度の磁束も回避する、新規な磁気後縁シールドの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの長期記憶の中心となるのは、磁気ディスクドライブと称されるアセンブリである。磁気ディスクドライブは、回転する磁気ディスク、回転する磁気ディスクの表面に隣接するサスペンションアームによって吊り下げられる書込みおよび読取りヘッド、ならびにサスペンションアームを揺動して、回転するディスクの選択された円形トラック上に読取りおよび書込みヘッドを配置するアクチュエータを包含する。読取りおよび書込みヘッドは、空気軸受面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接位置付けられる。サスペンションアームは、ディスク表面に向けてスライダを付勢し、また、ディスクが回転すると、ディスクに隣接する空気はディスクの表面と共に移動する。スライダは、この動いている空気を緩衝材にして、ディスクの表面上で浮遊する。スライダが空気軸受に乗っているときに、書込みおよび読取りヘッドは、回転するディスクに磁気転移を書き込み、またそこから磁気転移を読み出すのに使用される。読取りおよび書込みヘッドは、コンピュータプログラムによって作動して書込みおよび読取りの機能を実施する処理回路群に接続される。
【０００３】
書込みヘッドは、従来、第１、第２および第３絶縁膜（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を包含し、絶縁スタックは、第１および第２の磁極片層の間に挟まれる。ギャップは、書込みヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）で、ギャップ層によって第１および第２の磁極片層の間に形成され、これらの磁極片層はバックギャップで接続される。コイル層に導通された電流は、上述の回転するディスク上の円形トラックなどの、動いている媒体上のトラックに上述の磁気転移を書き込む目的で、磁極片中の磁束を誘導して、書込みギャップにおける磁界をＡＢＳでフリンジさせる。
【０００４】
近年の読取りヘッド設計では、回転する磁気ディスクから磁界を感知するために、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサとも称されるスピンバルブセンサが使用されている。このセンサは、以下にスペーサ層と称される非磁性導電層を包含し、固定層および自由層と以下に称される第１および第２の強磁性層の間に挟まれる。第１および第２のリード線は、スピンバルブセンサに接続され、そこを通して感知電流が導通される。固定層の磁化は空気軸受面（ＡＢＳ）に垂直に固定され、自由層の磁気モーメントはＡＢＳと平行に配置されるが、外部磁界に応じて自由に回転する。固定層の磁化は、典型的には、反強磁性層との交換結合によって固定される。
【０００５】
スペーサ層の厚さは、センサを通る伝導電子の平均自由行程よりも小さくなるように選択される。この構成により、スペーサ層と固定層および自由層それぞれとの界面近くで、伝導電子の一部が散乱される。固定層および自由層の磁化が互いに対して平行の場合、散乱は最小であり、また、固定層および自由層の磁化が反平行の場合、散乱は最大限にされる。θが固定層および自由層の磁化間の角度のとき、散乱の変化によって、スピンバルブセンサの抵抗はｃｏｓθに比例して変化する。読取りモードでは、スピンバルブセンサの抵抗は、回転するディスクからの磁界の大きさに比例して変わる。センス電流がスピンバルブセンサを介して導通される場合、抵抗の変化によって、再生信号として検出され処理される電位の変化が生じる。
【０００６】
スピンバルブセンサが単一の固定層を使用する場合、シングルスピンバルブと称される。スピンバルブが反平行（ＡＰ）固定層を使用する場合、ＡＰ固定スピンバルブと称される。ＡＰスピンバルブは、Ｒｕなどの薄い非磁性結合層によって分離された第１および第２の磁性層を包含する。スペーサ層の厚さは、固定層の強磁性層の磁化を反平行結合するように選択される。スピンバルブは、固定層が頂部にある（自由層の後に形成される）か底部にある（自由層の前に形成される）かによって、トップ型またはボトム型スピンバルブとしても知られている。
【０００７】
スピンバルブセンサは、第１および第２の非磁性の電気絶縁性読取りギャップ層の間に配置され、また、第１および第２の読取りギャップ層は、強磁性の第１および第２のシールド層の間に配置される。組合せ磁気ヘッドにおいて、単一の強磁性層は、読取りヘッドの第２のシールド層として、また書込みヘッドの第１の磁極片層として機能する。ピギーバックヘッドでは、第２のシールド層および第１の磁極片層は別個の層である。
【０００８】
固定層の磁化は、通常、強磁性層の１つ（ＡＰ１）とＰｔＭｎなどの反強磁性材料の層との交換結合によって固定される。ＰｔＭｎなどの反強磁性（ＡＦＭ）材料は、本質的にかつ自然には磁化を持たないが、磁性材料と交換結合された場合、強磁性層の磁化を強力に固定することができる。
【０００９】
データ転送速度およびデータ容量の改善に対する増大し続ける要求を満たすために、研究者は、近年、垂直記録システムの開発に主力を注いでいる。上述の書込みヘッドを組み込んだものなどの、従来の水平記録システムは、磁気ディスク表面のトラックに沿って長手方向に配向された磁気ビットとして、データを格納する。この長手方向のデータビットは、書込みギャップによって分離された一対の磁極間に生じる漏れ磁場によって記録される。
【００１０】
対照的に、垂直記録システムは、磁気ディスク面に対して垂直に配向された磁化としてデータを記録する。磁気ディスクは、薄い硬磁性最上層によって被覆される軟磁性下層を有する。垂直書込みヘッドは、非常に小さな横断面をもつ書込み磁極と、より大きな横断面をもつ戻り磁極とを有する。非常に集束した強い磁界は、書込み磁極から磁気ディスク表面に垂直な方向で放射して、硬磁性最上層を磁化する。得られる磁束は次に軟磁性下層を通過し、戻り磁極に戻るが、その際、磁束が戻り磁極へ戻る途中で硬磁性最上層を通過するときに書込み磁極によって記録された信号を消去しない程度十分に散乱して弱い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
垂直記憶システムは、水平システムよりも高い記録密度を容易にする。本発明が具体化されてもよい垂直記録システムのより詳細な説明を、以下の発明を実施するための最良の形態に提示するが、そのような垂直記録システムにおける課題にさらに焦点を当てた説明を、図１を参照してここに示す。図１において、例えば、磁気シールド、磁極、または他の何らかの磁気構造であることが可能な磁気構造１０２を、磁気媒体１１２に対するその関係とともに示す。
【００１２】
垂直記録システムの磁気媒体１１２は、水平記録システムでは一般的には起こらない、データ消去に関する問題を引き起こす。磁気媒体１１２は、薄い硬磁性最上層１１４および低保磁力の下層１１０を包含する。保磁力が低くかつサイズが比較的大きいため、軟磁性下層は磁界による影響を非常に受けやすい。
【００１３】
やはり図１を参照すると、水平外部磁場１０４が印加されると、線１０６で示すように、軟磁性下層１１０は、ヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）で露出している、記録ヘッドの磁気構造１０２の角部における磁荷の集中を強める。これが、磁気構造の角部で望ましくない浮遊磁界１０８の集中につながる場合があり、記録データを記録媒体１５８から消去してしまう恐れがある。磁束１０６は水平磁界から生じるものであると説明されているが、垂直磁界、またはそれらの間の他のある角度で傾斜した磁界が存在することで、同様の結果が生じることに留意すべきである。
【００１４】
磁気シールドおよび磁極などの磁気構造は上述した問題を呈するが、そのような磁気構造は磁気記録ヘッドの必要部分であり、単純に排除することができない。したがって、意図される目的（磁気シールドなど）に対する有効な性能を磁気構造に持たせることができるとともに、そのような望ましくない浮遊磁界書込みを回避する、磁気構造の設計が強く必要性とされている。上述の問題のそのような解決策は、好ましくは、プロセスに顕著な複雑性を付加せず、現在利用可能な望ましい磁性材料を使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、隣接した磁気媒体における浮遊磁界書込みを防ぐように構成された磁気ヘッドで使用される磁気構造を提供する。磁気構造は、ヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）に向かって延びる、中央に配置された前方突出部分を有する。第１および第２のウィング形状の部分は、中央の前方突出部分から延びる。各ウィング部分は内側部分および外側部分を有する。内側ウィング部分は、ほぼ一定の陥凹距離だけＡＢＳからくぼんだ前縁部を有し、外側ウィング部分は、その前縁部が、構造の中央からの横方向距離が増加するにつれて増加する量だけＡＢＳからくぼむように、先細りになっている。
【００１６】
ウィング部分の陥凹は有利には浮遊磁界書込みを防ぐ。内側ウィング部分の一定の陥凹は、有利には構造の中央付近の磁気飽和を防ぐとともに、外側部分の後方への先細り（増加する陥凹）は、構造の外側角部をＡＢＳから離す方向に動かすことにより、浮遊磁界書込みに対する追加の保護を提供する。
【００１７】
内側ウィング部分は、ＡＢＳから０．６〜０．９μｍまたは約０．７５μｍくぼんでいることができ、ウィングの最も外側の部分は、最大で、内側ウィング部分の陥凹の２〜４倍または内側部分の陥凹の約３倍くぼんでいることができる。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の発明を実施するための最良の形態を図面と併せ読むことで明らかになると考えられ、図面において、同様の参照番号は全体を通して同様の要素を示す。
【００１９】
本発明の本質および利点、ならびに好ましい使用形態に対するより十分な理解のため、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照されたい。ただし、図面は縮尺によらない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、磁気記録ヘッドにおいて、浮遊磁界書込みを回避するための、磁気構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の説明は、本発明を実施するために現在考慮される最良の実施形態である。この記載は、本発明の一般的な原理を例示するためのものであり、本明細書において主張する発明概念を限定することを意図しない。
【００２２】
ここで図２を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ２００が示される。図２に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク２１２は、スピンドル２１４上で支持され、ディスクドライブモータ２１８によって回転される。各ディスク上への磁気記録は、磁気ディスク２１２上における同心のデータトラック（図示せず）の環状パターンの形状をとる。
【００２３】
少なくとも１つのスライダ２１３が磁気ディスク２１２の近くに位置付けられ、各スライダ２１３は１つまたは複数の磁気ヘッドアセンブリ２２１を支持する。磁気ディスクが回転すると、スライダ２１３はディスク表面２２２上で半径方向内向きまたは外向きに移動し、それにより、磁気ヘッドアセンブリ２２１が、所望のデータが書き込まれる磁気ディスクの異なるトラックに接近する。各スライダ２１３は、サスペンション２１５を介してアクチュエータアーム２１９に取り付けられる。サスペンション２１５は、ディスク表面２２２に対してスライダ２１３を付勢するわずかなばね力を提供する。各アクチュエータアーム２１９は、アクチュエータ手段２２７に取り付けられる。図２に示すようなアクチュエータ手段２２７は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは、固定の磁界内で移動可能なコイルを備え、コイルの移動方向および速度は、コントローラ２２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００２４】
ディスク記憶システムの動作中、磁気ディスク２１２の回転により、スライダ２１３とディスク表面２２２との間に、スライダに上向きの力または揚力を働かせる空気軸受が生成される。空気軸受は、したがって、サスペンション２１５のわずかなばね力を平衡させ、通常の動作中、小さくほぼ一定の間隔で、スライダ２１３をディスク表面から離してわずかにその上で支持する。
【００２５】
ディスク記憶システムの様々な構成要素は、アクセス制御信号および内部クロック信号などの、制御装置２２９で生成される制御信号によって、動作中制御される。典型的には、制御装置２２９は論理制御回路、記憶手段、およびマイクロプロセッサを備える。制御装置２２９は、駆動モータ制御信号などの様々なシステム操作を制御するための制御信号を電力線２２３上で、また、ヘッド位置制御信号およびシーク制御信号を電力線２２８上で生成する。電力線２２８上の制御信号は、スライダ２１３をディスク２１２上の所望のデータトラックに最適に移動させ位置付けるための、所望の電流プロファイルを提供する。書込みおよび読取り信号は、データ記録チャネル２２５を介して書込みおよび読取りヘッド２２１間と通信される。
【００２６】
図３を参照すると、スライダ２１３における磁気ヘッド２２１の配向を、より詳細に見ることができる。図３はスライダ２１３のＡＢＳ図であり、また、図からわかるように、誘導書込みヘッドおよび読取りセンサを包含する磁気ヘッドは、スライダの後縁に配置される。典型的な磁気ディスク記憶システムの上記の記載および付随する図２の説明は、単に例示目的のものである。ディスク記憶システムは多数のディスクおよびアクチュエータを含んでもよく、各アクチュエータが多数のスライダを支持してもよいことは明白であろう。
【００２７】
次に図４を参照すると、垂直磁気記録システムで使用される磁気ヘッド２２１が記載される。ヘッド２２１は、書込み素子４０２および読取りセンサ４０４を包含する。読取りセンサは、好ましくは巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサであり、また好ましくは面直電流型（ＣＰＰ）ＧＭＲセンサである。ＣＰＰ−ＧＭＲセンサは、垂直記録システムでの使用に特によく適している。ただし、センサ４０４は、面内電流型（ＣＩＰ）ＧＭＲセンサ、トンネル接合センサ（ＴＭＲ）、あるいは他の何らかのタイプのセンサなどの、別のタイプのセンサとすることができる。センサ４０４は、第１および第２の磁気シールド４０６および４０８の間に配置され、またこれらから絶縁される。磁気シールドは、例えばＣｏＦｅまたはＮｉＦｅから作成することができ、アップトラックまたはダウントラックデータ信号などからの磁界を吸収して、読取りセンサ４０４がシールド４０６と４０８との間に位置する所望のデータトラックのみを検出することを確実にする。
【００２８】
図４を続けて参照すると、書込み素子４０２は、磁性整形層４１２と磁気的に接続された書込み磁極４１０を包含する。書込み磁極は、空気軸受面（ＡＢＳ）において小さな断面を有し、ＦｅＮｉまたはＣｏＦｅなどの高い飽和モーメント密度を有する材料から作成される。整形層４１２は、ＣｏＦｅまたはＮｉＦｅなどの磁性材料から作成され、書込み磁極４１０よりも極めて大きいＡＢＳ面と平行な断面を有する。
【００２９】
書込み素子４０２はまた、好ましくはＡＢＳ面で露出する表面を有し、かつ書込み磁極４１０よりもはるかに大きいＡＢＳ面と平行な断面を有する戻り磁極４１４を有する。戻り磁極４１４は、バックギャップ部分４１６によって、整形層４１２と磁気的に接続される。戻り磁極４１４およびバックギャップ４１６は、例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、その他の何らかの磁性材料から作成することができる。
【００３０】
図４の断面に示される導電性の書込みコイル４１８は、整形層４１２と戻り磁極４１４との間で書込み素子４０２を貫通する。書込みコイル４１８は、コイル４１８の巻線を互いに電気的に絶縁し、かつコイル４１８を周囲の磁気構造４１０、４１２、４１６、４１４から電気的に分離する電気絶縁材料４２０で取り囲まれる。電流がコイル４１８を環流すると、得られる磁界によって、磁束が、戻り磁極４１４、バックギャップ４１６、整形層４１２、および書込み磁極４１０に流れる。この磁束により、書込み磁界４２２が隣接する磁気媒体４２４に向かって放射される。背景技術の項に記載したように、磁気媒体は、好ましくは、薄い硬磁性最上層４２６および軟磁性下層４２８を包含する。書込み磁極４１０からの、非常に集束した強い磁界は、硬磁性最上層４２６を磁化し（すなわち、その磁気モーメントを固定し）、生じる磁束４２２は軟磁性下層４２８を通過する。磁束は、戻り磁極４１４に向かって硬磁性最上層４２６を通過して戻り、戻り磁極４１４に移動する。磁束４３０は、戻り磁極４１４に向かって最上層４２６を通過する際、硬磁性最上層４２４の磁化に影響しないように十分に拡散して弱い。
【００３１】
図４を続けて参照すると、書込み素子４０２、シールド４０６および４０８、ならびに磁気抵抗読取り素子を取り囲む領域は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの非磁性の電気絶縁性材料４３２で充填される。この絶縁材料４３２は多層に形成することができる。
【００３２】
次に図５を参照すると、浮遊磁界書込みに対する抵抗性が改善された磁気構造５００が記載される。磁気構造は、例えば、磁気シールド４０６、４０８および磁性戻り磁極４１４（図４）、または、破線５０２で示した空気軸受面（ＡＢＳ）を有する磁気ヘッド２２１内にあってもよい他の任意の必要な磁気構造であることができる。磁気シールドは、本来、磁界をその周囲から吸収するように設計されるので、浮遊磁界書込みの問題は、磁気シールドに関して特に深刻である。したがって、明瞭にするため、磁気構造は磁気シールド５００に関して説明されるが、磁気構造は任意の磁気構造であり得ることが理解されるべきである。
【００３３】
背景技術の項に上述したように、空港警備設備、携帯電話などの様々なソースによって引き起こされる恐れがある環境磁界により、シールド５００を流れる磁束が生じる。磁気構造を通る磁束のフローは、構造などの幾何学形状に強く影響される。力線は、急峻な形体、特に磁気構造の角部で非常に集束する。ＡＢＳ近傍に位置する尖った角部を有する従来技術の磁気シールドは、ＡＢＳ近傍で磁束の強い集束を示しており、それにより、磁界がそれらの角部から近接する磁気媒体に向かって放射されていた。これが、浮遊磁界書込み、および磁気媒体の部分からの磁気信号の完全な消去につながっていた。
【００３４】
図５を続けて参照すると、磁気シールド５００は、ＡＢＳ面５０２に向かって延びる前方延伸部または前方突出部５０４を包含する。前方突出部５０４は、好ましくはＡＢＳ面まで延び、ＡＢＳ面で露出されるが、ある量だけＡＢＳからくぼんでいてもよく、ＡＢＳ５０２において平坦面を有するのが好ましい。突出部５０４は、好ましくはシールド５００の中央に、またはその近くに形成される。第１および第２の切欠き５０６および５０８は、突出部のそれぞれの側部に形成され、横方向の側部５１０および５１２を形成する。側部５１０および５１２の間の距離は、突出部５０４の幅（Ｗ１）を規定する。切欠き５０６および５０８は、好ましくは、ＡＢＳから測定したときにヘッド２２１の中に０．６〜０．９マイクロメートル（μｍ）または約０．７５μｍくぼんでおり、尖っていても丸くてもよい内側角部５１４および５１６で終端する。切欠き５０６および５０８はさらに、やはり尖っていても丸くてもよい外側角部５１３および５１５を形成する。
【００３５】
シールド５００は、また、前方延伸部分５０４の領域から横方向外向きに延びる第１および第２ウィング部分５１８および５２０を包含する。ウィング部分５１８および５２０はそれぞれ、切欠き５０６および５０８それぞれの内側角部５１４および５１６から、各ウィング５１８および５２０の外側端部５２６および５２８まで延びる、前縁部５２２および５２４を有する。図５からわかるように、ウィング部分５１８および５２０の前縁部５２２および５２４はそれぞれ、前縁部がＡＢＳ５０２からほぼ一定の量くぼんでいる内側部分５３０および５３２を有する。ウィング部分５１８および５２０はそれぞれ、さらに、シールド５００の中央から横方向外側への距離が増加するにつれて増加する陥凹量を有する、前縁部がそれぞれ先細りになった外側の先細り部分５３４および５３６を有する。
【００３６】
先細りの外側部分５３４および５３６それぞれと、一定の陥凹の内側部分５３０および５３２それぞれとの接合部は、ウィング５１８および５２０それぞれの前縁部で斜角を形成する。外側部分５３４および５３６の先細りにより、さらに、ウィング５１８および５２０それぞれのＡＢＳに最も近接した最も外側の角部５３８および５４０がやはり斜角を形成するシールド５００が得られる。前方突出部は横方向幅Ｗ１を有し、シールド５００は、ウィング５１８および５２０それぞれの最も外側の端部間で測定される、横方向全幅Ｗ２を有する。好ましくは、Ｗ１／Ｗ２は０．２５〜０．５である。
【００３７】
図５を続けて参照すると、各ウィングの断面積が一定の内側部分は、前方突出部５０４から（すなわち、前方突出部の側部５１０および５１２それぞれから）距離Ｌ１延びることができる。ウィング部分５１８および５２０は、内側部分５３０および５３２それぞれと外側部分５３４および５３６の接合部から距離Ｌ２延びることができる。好ましくは、距離Ｌ２はＬ１の約５０〜１００％である。断面が一定の部分５３０および５３２はそれぞれ、上述したように好ましくは０．６〜０．９μｍまたは約０．７５μｍである、ＡＢＳ５０２からの陥凹（Ｒ１）量を有する。ウィング５１８および５２０の先細りの外側部分５３４および５３６は、それぞれ、シールド５００の中央からの距離が増加するにつれて増加する陥凹を有するので、好ましくはＲ１の２〜４倍またはＲ１の約３倍である、ウィング５１８および５２０の外縁部での最大陥凹量（Ｒ２）が得られる。さらに、内側の一定の陥凹部分の長さは、陥凹Ｒ１の約１０〜２０倍であることが可能である。
【００３８】
やはり図５を参照すると、シールド５００の前方突出部５０４はシールド５００の機能部分と考えることができる。上述したように、構造５００はシールドに関して説明されているが、磁気ヘッド内の何らかの他の構造であってもよいことに留意すべきである。例えば、構造５００が磁気抵抗センサのシールドとして機能する場合、突出部５０４は、磁気抵抗センサに隣接して配置される部分であり、したがって、シールド５００の部分は主に、センサを望ましくない磁界から遮蔽する役割を果たす。一方、構造５００が、例えば書込み素子の戻り磁極などの磁極だった場合、前方突出部は、主に媒体からの磁界を伝導する役割を果たし、したがって、ある意味では戻り磁極の機能部分として働く部分である。
【００３９】
構造５００の機能がどのようなものであっても、前方突出部５０４が磁気飽和しないことが重要である。本発明による構造５００は、機能部分（前方突出部）５０４の飽和を回避しながら浮遊磁界書込みも防ぐことの間で、最適なバランスを提供する。切欠き５０６および５０８を形成することで、ウィング部分５１８および５２０をＡＢＳから離すことによって浮遊磁界書込みが防止される。切欠き５０６および５０８は、浮遊磁界書込みを防ぐために十分にくぼんでいるべきであるが、前方突出部５０４の側部の角部５１３および５１５において磁束の集束を引き起こすほど深くあるべきでない。さらに、ウィング５１８および５２０の内側部分５３０および５３２は、磁気飽和されるべきでない。これらの理由から、ウィングの内側部分５３０および５３２に対して所望の一定の陥凹Ｒ１が維持される。上述したように、この最小の陥凹は好ましくは０．６〜０．９μｍまたは約０．７５μｍである。ウィングの内側部分５３０および５３２で一定の陥凹Ｒ１を維持することは、有利には、この領域で十分な磁性材料が利用可能であることを確保することによって磁気飽和を防ぐ。内側部分は、飽和を回避するとともに、この領域での浮遊磁界書込みも防ぐ。さらに浮遊磁界書込みを防ぐために、前方突出部の角部５１３および５１５を、尖っているのではなく丸くすることができる。
【００４０】
ウィング５１８および５２０の内側部分５３０および５３２の陥凹Ｒ１は、この領域の浮遊磁界書込みを防ぐが、この一定量の陥凹がウィング５１８および５２０の端部５２６および５２８までずっと維持されていると、ＡＢＳに最も近接したウィング５１８および５２０の外側角部において浮遊磁界書込みが生じる可能性が大きくなる。このリスクを緩和するため、ウィングの外側の先細り部分５３４および５３６は、ウィング５１８および５２０の前縁部をＡＢＳから徐々に離れさせる。このことは、ウィング５１８および５２０の外側角部をＡＢＳから離れさせることによって、外側角部で浮遊磁界書込みが生じるのを防ぐ。しかし、この段階的な先細りは、さらに、一定の陥凹の内側部分５３０および５３２から外側の先細り部分５３４および５３６までの移行が、浅い斜角を形成するという利点を備えており、それが、この接合部で磁束が集束するのを回避する。この接合部が段差などの鋭角であったとすると、この鋭角自体が磁束の集束を引き起こし、それによってこの位置で望ましくない浮遊磁界書込みが起こる可能性がある。外側部分５３４および５３６の先細りの陥凹は、ウィング５１８および５２０の外縁部の角部が、より尖った９０°の角度と比べて、この角部における磁束の集束をさらに低減する斜角を形成するというさらなる利点を提供する。
【００４１】
したがって、上述した磁気構造設計５００が、望ましくない浮遊磁界に関連するいかなる書込みもうまく防ぐことがわかる。この設計はさらに、構造５００の機能性の前方突出部５０４への効率的な磁束のフローをうまく提供し、それにより、ウィングの内側部分５３０および５３２の飽和を防ぎ、かつ前方突出部５０４の飽和を回避する。
【００４２】
次に図６を参照すると、本発明の代替実施形態では、前方突出部５０４は、ＡＢＳに対して３０〜４５°の角度を成してもよい斜角が付けられた側部６０２および６０４を備えて構成することができる。斜角が付けられた、または角度が付けられた側部６０２および６０４は、陥凹部分５３０および５３４とＡＢＳ５０２との間の空間を充填するアルミナ層に空隙が形成されるのを防ぐ。そのような空隙は、他の場合では、書込みヘッドの性能および信頼性を損なう恐れがあるごみの集積点になり得る。斜角が付けられた側部は、前方突出部の側部における磁束の集束を低減することにより、浮遊磁界書込みをさらに防ぐという追加の利益を提供する。
【００４３】
様々な実施形態を上記に記載してきたが、それらは単に例示のために示されているものであり、限定を目的とするものではないことを理解すべきである。本発明の範囲内にある他の実施形態もまた、当業者には明白になるであろう。例えば、本発明は、垂直記録システムに組み込まれるものとして記載されており、そうしたシステムで使用するのに特に適しているが、本発明は水平磁気記録システムを含む任意の磁気記録システムで実施されてもよい。したがって、本発明の広がりおよび範囲は、上述の代表的実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲およびそれらの均等物のみにしたがって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】磁気構造および隣接する磁気媒体に対する環境磁界の影響を示す磁気構造の図である。
【図２】本発明が実施されてもよいディスクドライブシステムの概略図である。
【図３】図２の線３−３に沿った、その上にある磁気ヘッドの位置を示すスライダのＡＢＳ図である。
【図４】図３の線４−４に沿った、かつ１８０°回転した、本発明の一実施形態による磁気ヘッドのＡＢＳ図である。
【図５】図４の線５−５に沿った、本発明の可能な一実施形態による磁気構造の拡大図である。
【図６】本発明の代替実施形態を示す、図５に類似した図である。
【符号の説明】
【００４５】
２２１…磁気ヘッドアセンブリ、
４０２…書込み素子、
４０４…読取りセンサ、
４０６、４０８…磁気シールド、
４１０…書込み磁極、
４１２…磁性整形層、
４１４…戻り磁極、
４１６…バックギャップ部分、
４１８…書込みコイル、
４２０…電気絶縁材料、
４２４…磁気媒体、
４２６…硬磁性最上層、
４２８…軟磁性下層、
４３２…電気絶縁性材料、
５００…シールド、
５０２…ＡＢＳ面、
５０４…前方突出部、
５０６、５０８…切欠き、
５１０、５１２…側部、
５１３、５１５…突出部角部、
５１４、５１６…内側角部、
５３８、５４０…外側角部、
５１８、５２０…ウィング部分、
５２２、５２４…前縁部、
５２６、５２８…外側端部、
５３０、５３２…内側部分、
５３４、５３６…外側部分、
６０２、６０４…斜角が付けられた側部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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